По многочисленным просьбам радиолюбителей-путешественников и радиолюбителей-дачников, в этой статье, мы опять будем говорить про пешеходные радиоэкспедиции и продолжим изучать возможности проведения связей на КВ, при минимальном весе антенной системы и простой конструкции. Эти антенны испытывались с трансивером FT-817 и тюнером MFJ-902.

...про провод

Сначала определимся, какими свойствами должна обладать проволока из которой мы будем делать антенну. Первое материал, в нашем случае, для создания эффективного излучателя подходит медь. Причём не просто медный провод, а медный провод в изоляции. Диаметр этого провода доолжен быть в переделах 1.5 - 2.5мм, Более тонкий порвётся при сильном ветре, а толстый будет неоправданно тяжёлым. Обратите внимание, что провод должен быть не сильно мягким и не жёстким. Сейчас, можно без труда подобрать провод отвечающий этим условиям.

На фотографиях вы видите три удачных варианта провода в изоляции. Второй вопрос, на который нам предстоит ответить: "Какой длины должен быть провод?" Это зависит от КВ диапазона, но нам нужна антенна которая может работать с достаточной эффективностью на всех диапазонах. Определимся с приоритетами, радиоэкспедиции в первую очередь выбирают диапазоны 7МГц и 14МГц. Поэтому будем ориентироваться на них, чтобы получить хорошие параметры. Исходя из этого, можно сразу сказать что длина провода, должна быть не менее 9 и не более 21 метра. Почему так, понятно? Нам нужна антенна без противовесов, это значит её длина должна быть ½λ или 1λ. Более длинная, это лишний вес, более короткая - низкая эффективносить.

Если во время радиоэкспедиции, вы планируете работать в основном на 14 - 28Мгц - берите кусок провода длиной около 10 метров. С ним в сможете проводить ближние и дальние QSO на 14Мгц и вполне прилично работать на 18 - 28Мгц, а при необходимости перейти на 7Мгц, хотя эффективность здесь будет не высокой, но тем не менее это ¼λ на 7Мгц и работать она будет.

С куском проволоки длиной около 20 метров, вы можете эффективно работать на 14 и 7Мгц, а также на всех ВЧ-диапазонах до 29Мгц и проводить местные QSO на 3.6Мгц. Замечу, что если условия позволят подвесить один конец провода на высоте не менее 10 метров, то на 3.6Мгц вы сможете проводить и дальние связи.

...как вешать будем?
С проводом и его длиной опеределились, теперь нужно разобраться как вешать кусок провода в пространстве, чтобы максимально эффективно работать малой мощностью (а мы используем FT-817) на КВ диапазонах.

Классический вариант подвеса антенн такого типа, это наклонный лучь. Один конец цепляем за дерево, на максимально возможной высоте (обычно 3 - 6 метров). Этот вариант вы видите на картинке. В сторону наклона наблюдается совсем небольшая направленность. Чтобы повысить эффективность антенны, при длине провода 20 метров, можно использовать дополнительную мачту из удилища или палки, как показано на картинке.

На средней картинке справа, направление излучения будет иметь небольшой максимум в противоположную сторону от наклона луча. На нижней картинке слева, в диапазоне 14Мгц, мы получаем прижатый лепесток и небольшое усиление. На 7МГц, такой вариант работает как и полуволновой вибратор, только запитанный скраю, а не в центре.

Особенность всех этих антенн (на основе длинного провода), в том что излучают они одновременно как горизонтальную так и вертикальную поляризацию. При небольшой мощности передатчика (5Вт), это скорее минус, потому что излучение неравномерно делится между поляризациями и соответственно уменьшается в каждой из них.

Могут ли антенны типа лучь, соперничать с диполями и штырями? И да и нет, лучь проще и быстрее повесить, чем диполь. Эффективность лучей чуть ниже (при одинаковой высоте подвеса), только за счёт излучения двух поляризаций. В реальном эфире, при определённых условиях это может быть незаметно.

Важное приемущество лучей - многодиапазонность, без каких-либо переключениё и коммутаций. В заключении, несколько общих советов, которые помогут вам получить максимальную эффективность антенной системы:

Если вы идёте в известное место, где есть опора на которую можно поднять один конец провода, то мачту (удилище) можно не брать.

UA6HJQ
http://ua6hjq.qrz.ru/ant/kusok.htm

В экстренных случаях, можно проводить QSO даже на кусок провода длиной 10 или 20м, подвешенный всего 2 - 3 метра над землёй.

Не располагайте лучь вплотную к деревьям, используйте синтетическую бельевую веревку, чтобы удалить полотно антенны как можно дальше.

Во многих случаях полезно корпус MFJ-902 заземлить или использовать противовес (любой кусок провода длиной 5 - 20м). Если вокруг есть земля, используйте несколько колышков, вбитых в землю и соединенных проводом любой длины с корпусом тюнера.

В лесу, вешайте провод как inv.V, а тюнер подключайте с любой стороны.

В дождь и снег, MFJ-902 нужно защитить от влаги. Можно завести край антенны (к которому подключается тюнер) - прямо в палатку.

Трансивер и тюнер соединяют между собой 50-и омным кабелем, любой длины.

За последний месяц увлечение радио немного продвинулось: я стал обладателем легендарного Icom IC-R75, построена антенна T2FD, и натянута самая простая, но интересная антенна.

О первых двух будут отдельные посты, потому что T2FD пока лежит в коридоре и ожидает ключа к заветной двери на чердак, а новый приемник просто требовал чего-то более, чем провод на балконе.

Итак, LW (длинный луч, Windom или "американка") - о ней и пойдет речь.

Примечательно, что антенна была изобретена Виндомом аж в 1936 году и до сих пор не утратила актуальности, как и многие другие вещи в радио. В стандартном виде она должна иметь длину ровно 41 метр и перекрывать практически все радиолюбительские диапазоны КВ, кроме 160м.

Покрутив в очередной раз вечером валкодер, я понял, что нужно расширять горизонты, и пока не установлена T2FD на крыше, натянуть длинный луч.

Посмотрев в окно, быстро выбрал нижнюю точку подвеса - старый деревянный столб электросети. Не самое лучшее, конечно решение, учитывая, что у меня двор-коробка из 10-этажек, но учитывая трудозатраты, то в качестве временного решения - лучше и не придумать.

На следующее утро отправился на строительный рынок, где были приобретены:
1. Полевка П-274 40 метров (распутана и срощена) - 300 руб.
2. Зажимы дуплекс М2 - 6 шт - 72 руб.
3. Тросик д2 - 2 м - 16 руб.
4. Изолятор ретро - 2 шт. -24 руб.
5. Дюбель с кольцом 10*60 - 12 руб.
6. Рым-винт - 12 руб.
Итого, 436 рублей)

Монтаж антенны занял часов 5 вместе со всеми мелочами и намоткой трансформатора.
Балун 1:9 изготовлен на кольце РС40 диаметром 38 мм. по известной всему интернету схеме.

Длина полотна получилась что-то в районе 70 метров. Со столба до балкона на 6 этаже посередине:

Высота подвеса на столбе - в районе 5 метров.

Так как такое длинное полотно обязательно будет накапливать статику, проведен отдельный провод заземления от перил балкона (которые соединены с арматурой и контура дома). Атмосферное напряжение - вещь серьезная:

Сразу же вместе в фидером протянул жилу на кухню, где у меня оборудован радиошек. В перспективе поставлю антенный переключатель с положением всех антенн "на землю".

Пока на всякий случай втыкаю жилу в радио - так спокойнее. На прием не влияет, потому что антенна уже имеет "сброс" ВЧ токов через трансформатор.

Питание антенны через трансформатор решил делать только из-за этого выхода на землю, не хотелось, чтобы токи бежали через ресивер.В любом случае, майские грозы уже давно позади, поэтому есть еще время подумать над наилучшим решением.

Крепление верхнего конца антенны:

Общий вид:

При натяжении важно также дать небольшое провисание полотна для снятия физического напряжения на провод. Необходимо учитывать и возможное обледенение, и ураганные ветра, которые тоненькая полевка может не выдержать.

Как результат:
- открылся диапазон 80 метров: слышу любителей из всех зон в России, но не более.
- открылась железнодорожная частота 2130 кГц. Ничего интересного
- средние и длинные волны - теперь гремят на "ура". Слушать одно удовольствие.
- вещательные станции в диапазоне 70, 60 метров - теперь слышны громко, а главное - их стало много!).
Африка, Юго-Восточная Азия также хорошо слышны.

Сегодня, например, под вечер, слушал Radio Australia, как будто это ближняя станция.

Но. Станции Америки по-прежнему остаются для меня загадкой. Либо Китайрадио перебивает, либо они ждут T2FD на крыше!..

Радиолюбители частенько, по разным причинам, используют, в качестве передающей, антенну «длинный провод». Такое её название означает, что длина провода больше, чем длина рабочей волны, и, следовательно, антенна возбуждается на гармониках её собственной длины волны. О свойствах и конструктивных особенностях антенны в виде длинного провода далее.

Сооружение антенны в виде длинного провода достаточно просто и не требует больших затрат, но сама антенна занимает много места, так как пропорционально её длине увеличивается и её эффективность. При соответствующем подборе размеров антенны и фидера антенна может служить в качестве коротковолновой широкодиапазонной антенны.

Необходимая длина антенны в виде длинного провода определяется по формуле

где l - искомая длина, м;

n - число полуволн рабочей волны;

f - рабочая частота, МГц.

Из диаграммы направленности полуволнового вибратора (рис. 1-9) видно, что максимум излучения направлен перпендикулярно оси антенны.

С увеличением длины антенны направление основного лепестка диаграммы направленности все больше и больше приближается к оси антенны. Одновременно увеличивается и интенсивность излучения в направлении основного лепестка. На рис. 2-1 изображены диаграммы направленности антенн, имеющих различную длину.

Заметно, что с увеличением длины антенн появляются боковые лепестки.

Полученная многолепестковость диаграммы направленности не является существенным недостатком таких антенн (длинный провод), так как они всё-таки сохраняют удовлетворительную круговую диаграмму направленности, дающую возможность устанавливать связь почти в любых направлениях. Да и в направлении основного излучения достигается заметное усиление, увеличивающееся вместе с увеличением длины антенны.

Характерной чертой таких антенн, особенно полезной для DX связей, является то, что они имеют небольшие вертикальные углы излучения. На рис. 2-2 приведён график, по которому можно разобраться с теоретическим усилением антенны в децибелах (кривая I), увидеть угол между направлением основного излучения и плоскостью подвеса антенны (кривая III), а также сопротивление излучения антенны, отнесённое к току в пучности (кривая II).

Нужно определить:

а) необходимую длину провода для 4λ антенны;

б) ожидаемое усиление антенны в направлении максимума основного лепестка;

в) сопротивление излучения и направление максимума основного лепестка.

Длина провода определяется по формуле:

Так как на 4λ антенне может разместиться 8 полуволн, то n = 8. Средняя частота 20-м диапазона 14,1 Мгц.

Таким образом, длина провода составляет 84,57 м.

Из рис. 2-2 находим, что при длине антенны 4λ (точка пересечений с кривой I) следует ожидать усиления антенны в направлении максимума основного лепестка около 3 дб.

Сопротивление излучения при этом 130 ом (кривая II), а угол между направлением основного лепестка диаграммы направленности и плоскостью подвеса антенны (кривая III) равен 26°.

В связи с тем, что антенна подвешена в направлении восток - запад, и это соответствует 270°, то, как видно из рассмотрения на рис. 2-1, основные максимумы диаграммы направленности имеют следующие направления:

270 + 26 = 296°,

270 - 26 = 244°,

Определив направления основного излучения, можно по карте мира в конической равноугольной проекции найти те районы, с которыми может быть достигнута наиболее устойчивая связь при использовании рассмотренной здесь антенны.

Диаграммы направленности (рис. 2-1) представляют собой идеализированные теоретические диаграммы и на практике всегда претерпевают некоторые изменения. Например, заметная деформация диаграммы направленности имеет место, когда вибратор возбуждается на одном из его концов, т. е. питание антенны несимметричное. Для наглядности на рис. 2-3 приведена диаграмма направленности 2λ антенны в виде длинного провода в горизонтальной плоскости при симметричном и несимметричном питании. При возбуждении антенны на одном из ее концов (диаграмма изображена штриховой линией) диаграмма направленности также становится несимметричной, причем максимум излучения перемещается в направлении открытого конца антенны, а лепестки излучения, находящиеся в направлении конца антенны, с которого производится возбуждение антенны, ослабляются.

Подобная деформация диаграммы направленности возникает во всех антеннах с несимметричным питанием. Следовательно, антенна в виде длинного провода дает основное излучение в направлении открытого конца. Дальнейшая деформация диаграммы направленности происходит в случае, если антенна либо наклонена по отношению к земле, либо расположена над наклонным участком. Если открытый конец антенны наклонен или же антенна подвешена над наклонной поверхностью (рис. 2-4), то в направлении, указанном на рисунке стрелкой, в любительских коротковолновых диапазонах могут быть установлены дальние связи.

При установлении связей на больших расстояниях особенное значение имеет направление основного лепестка диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости. Как уже упоминалось, для дальних связей особенно благоприятным является «плоское» излучение, т. е. небольшие вертикальные углы излучения. В частности, для каждого из любительских диапазонов наиболее благоприятные средние углы вертикального излучения составляют: 80-м диапазон - 60°; 40-м - 30°; 20-м - 15°; 15-м - 12° и 10-м - 9°.

Антенны в виде длинного провода имеют пологие углы вертикального излучения в случае большой высоты подвеса провода. Например, при высоте подвеса, равной 2λ, вертикальный угол излучения составляет 10°, а при высоте 0,5λ - около 35°. При меньших высотах подвеса антенны уменьшение вертикального угла излучения и, следовательно, увеличение возможности дальних связей может быть достигнуто, как уже отмечалось выше, за счёт наклона вибратора.

Использование антенны «длинный провод» в качестве многодиапазонной

Самая простая из антенн коротковолнового диапазона L-образная антенна. По своему внешнему виду она мало чем отличается от радиовещательных антенн средневолнового диапазона (рис. 2-5). Её общая длина l (до антенного зажима подсоединяемого устройства) должна составлять по меньшей мере λ/2. Эту антенну можно использовать как многодиапазонную, если она рассчитана как полуволновая антенна для диапазона 80 м. В этом случае антенна представляет собой для диапазона 40 м 1λ антенну, для 20 м - 2λ антенну, для 15 м - 3λ антенну и для 10-м диапазона - 4λ антенну.

К сожалению, сказанное выше не совсем верно, когда по формуле:

определяется длина полуволновой антенны для f = 3 500 кГц, то имеем:

Однако, полуволновая антенна для частоты 7 МГц, по той же формуле, должна иметь длину:

Таким образом, полуволновая антенна короче требуемого значения более чем на 1 м.

Из приводимого ниже сравнения видно, что полуволновая антенна, рассчитанная для 3 500 кГц, в случае использования её на высших гармониках расчётной частоты, соответствующих любительским диапазонам, в каждом случае короче необходимого значения.

Таким образом, когда нормальная L-антенна используется в качестве многодиапазонной, то следует учитывать, что она может быть точно рассчитанной только для одного диапазона, а в остальных диапазонах полное согласование получено быть не может.

На практике длина антенны, равная 42,2 м, является достаточно хорошим компромиссным решением, так как в этом случае резонансная частота антенны расположена в пределах диапазонов 10, 15 и 20 м (f соответственно равна 14 040 кГц, 21 140 кГц, 28 230 кГц), а для диапазона 40 и 80 м такая антенна имеет длину, большую необходимой. Применение рассмотренной антенны в качестве вседиапазонной антенны, конечно, следует понимать, как вспомогательное решение.

Это связано с тем, что в густонаселенных районах вследствие того, что L-образная антенна излучает по всей своей длине, включая подводящий фидер, могут возникнуть сильные помехи радиовещательным и др. приёмникам. Часто предлагаемый способ связи антенны с колебательным контуром оконечного каскада через высоковольтный конденсатор (рис. 2-6) может в лучшем случае уменьшить излучение высших гармоник только у станций небольшой мощности.

73!

В радиолюбительской коротковолновой связи в качестве передающей антенны используется «длинный провод». Выражение - антенна в виде длинного провода - означает, что длина провода больше, чем длина рабочей волны, и, следовательно, антенна возбуждается на гармониках ее собственной длины волны. Рассмотрим подробнее свойства и конструктивные особенности антенны в виде длинного провода.

Сооружение антенны в виде длинного провода достаточно просто и не требует больших затрат, но сама антенна занимает много места, так как пропорционально длине антенны увеличивается ее эффективность. При соответствующем подборе размеров антенны и фидера антенна может служить в качестве коротковолновой широкодиапазонной антенны.

Необходимая длина антенны в виде длинного провода определяется по формуле $$l=\frac{150 \cdot (n-0,05)}{f},$$

где l - искомая длина, м ;

n - число полуволн рабочей волны;

f - рабочая частота, Мгц .

Из диаграммы направленности полуволнового вибратора (рис. 1-9) видно, что максимум излучения направлен перпендикулярно оси антенны.

С увеличением длины антенны направление основного лепестка диаграммы направленности все больше и больше приближается к оси антенны. Одновременно увеличивается и интенсивность излучения в направлении основного лепестка. На рис. 2-1 изображены диаграммы направленности антенн, имеющих различную длину.

Особенно заметно, что с увеличением длины антенн появляются боковые лепестки. Такая многолепестковость диаграммы направленности не является существенным недостатком антенн в виде длинного провода, так как они все же сохраняют более или менее удовлетворительную круговую диаграмму направленности, дающую возможность устанавливать связь почти во всех направлениях. Кроме того, в направлении основного излучения достигается значительное усиление, которое увеличивается по мере увеличения длины антенны. Характерной чертой этих антенн, особенно полезной для связей на большие расстояния, является то, что они имеют небольшие вертикальные углы излучения. На рис. 2-2 приведен график, по которому можно определить теоретическое усиление антенны в децибелах (кривая I ), угол между направлением основного излучения и плоскостью подвеса антенны (кривая III ), а также сопротивление излучения антенны, отнесенное к току в пучности (кривая II ).

Нужно определить: а) необходимую длину провода для 4λ антенны; б) ожидаемое усиление антенны в направлении максимума основного лепестка; в) сопротивление излучения и направление максимума основного лепестка.

Длина провода определяется по формуле

$$l[м]=\frac{150 \cdot (n-0,05)}{f[Мгц]}.$$

Так как на 4λ антенне может разместиться 8 полуволн, то n = 8. Средняя частота 20-м диапазона 14,1 Мгц .

$$l[м]=\frac{150 \cdot (8-0,05)}{14,1}=\frac{1192,5}{14,1}\approx 84,57 м.$$

Таким образом, длина провода составляет 84,57 м.

Из рис. 2-2 находим, что при длине антенны 4λ (точка пересечений с кривой I ) следует ожидать усиления антенны в направлении максимума основного лепестка около 3 дб .

Сопротивление излучения при этом 130 ом (кривая II), а угол между направлением основного лепестка диаграммы направленности и плоскостью подвеса антенны (кривая III) равен 26°.

Так как антенна подвешена в направлении восток - запад, что соответствует 270°, то, как видно из рассмотрения рис. 2-1, основные максимумы диаграммы направленности имеют следующие направления:

270 + 26 = 296°,

270 - 26 = 244°,

Определив направления основного излучения, можно по карте мира в конической равноугольной проекции найти те районы, с которыми может быть достигнута наиболее устойчивая связь при использовании рассмотренной выше антенны.

Диаграммы направленности (рис. 2-1) представляют собой идеализированные теоретические диаграммы и на практике всегда претерпевают некоторые изменения. Например, заметная деформация диаграммы направленности имеет место, когда вибратор возбуждается на одном из его концов, т. е. питание антенны несимметричное. Для наглядности на рис. 2-3 приведена диаграмма направленности 2λ антенны в виде длинного провода в горизонтальной плоскости при симметричном и несимметричном питании. При возбуждении антенны на одном из ее концов (диаграмма изображена штриховой линией) диаграмма направленности также становится несимметричной, причем максимум излучения перемещается в направлении открытого конца антенны, а лепестки излучения, находящиеся в направлении конца антенны, с которого производится возбуждение антенны, ослабляются. Подобная деформация диаграммы направленности возникает во всех антеннах с несимметричным питанием. Следовательно, антенна в виде длинного провода дает основное излучение в направлении открытого конца. Дальнейшая деформация диаграммы направленности происходит в случае, если антенна либо наклонена по отношению к земле, либо расположена над наклонным участком. Если открытый конец антенны наклонен или же антенна подвешена над наклонной поверхностью (рис. 2-4), то в направлении, указанном на рисунке стрелкой, в любительских коротковолновых диапазонах могут быть установлены дальние связи.

При установлении связей на больших расстояниях особенное значение имеет направление основного лепестка диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости. Как уже упоминалось, для дальних связей особенно благоприятным является «плоское» излучение, т. е. небольшие вертикальные углы излучения. В частности, для каждого из любительских диапазонов наиболее благоприятные средние углы вертикального излучения составляют: 80-м диапазон - 60°; 40-м - 30°; 20 -м - 15°; 15-м - 12° и 10-м - 9°.

Антенны в виде длинного провода имеют пологие углы вертикаль ного излучения в случае большой высоты подвеса провода. Например, при высоте подвеса, равной 2λ, вертикальный угол излучения составляет 10°, а при высоте 0,5λ - около 35°. При меньших высотах подвеса антенны уменьшение вертикального угла излучения и, следовательно, увеличение возможности дальних связей может быть достигнуто, как уже отмечалось выше, за счет наклона вибратора.

Использование антенны в виде длинного провода в качестве многодиапазонной антенны

Самая простая из антенн коротковолнового диапазона L-образная антенна. По своему внешнему виду она мало чем отличается от радиовещательных антенн средневолнового диапазона (рис. 2-5). Ее общая длина l (до антенного зажима подсоединяемого устройства) должна составлять по меньшей мере λ/2. Эту антенну можно использовать как многодиапазонную, если она рассчитана как полуволновая антенна для диапазона 80 м . В этом случае антенна представляет собой для диапазона 40 м 1λ антенну, для 20 м - 2λ антенну, для 15 м - 3λ антенну и для 10-м диапазона - 4λантенну.

К сожалению, сказанное выше не совсем верно. Когда по формуле $$l[м]=\frac{150 \cdot (n-0,05)}{f[Мгц]}$$ определяется длина полуволновой антенны для f = 3 500 кгц, то имеем: $$l[м]=\frac{150 \cdot 0,95}{3,5}=40,71 м.$$

Однако полуволновая антенна для частоты 7 Мгц по той же формуле должна иметь длину $$l[м]=\frac{150 \cdot 1,95}{7}=41,78 м.$$

Таким образом, полуволновая антенна короче требуемого значения более чем на 1 м .

Из приводимого ниже сравнения видно, что полуволновая антенна, рассчитанная для 3 500 кгц , в случае использования ее на высших гармониках расчетной частоты, соответствующих любительским диапазонам, в каждом случае короче необходимого значения.

Таким образом, когда нормальная L-антенна используется в качестве многодиапазонной, следует учитывать, что она может быть точно рассчитана только для одного диапазона, а в остальных диапазонах полное согласование получено быть не может.

На практике длина антенны, равная 42,2 м , является достаточно хорошим компромиссным решением, так как в этом случае резонансная частота антенны расположена в пределах диапазонов 10, 15 и 20 м (f соответственно равна 14 040 кгц , 21 140 кгц , 28 230 кгц ), а для диапазона 40 и 80 м такая антенна имеет длину, большую необходимой. Применение рассмотренной антенны в качестве вседиапазонной антенны, конечно, следует понимать как вспомогательное решение.

Это связано с тем, что в густонаселенных районах вследствие того, что L-образная антенна излучает по всей своей длине, включая подводящий фидер, могут возникнуть сильные помехи радиовещательным приемникам. Часто предлагаемый способ связи антенны с колебательным контуром оконечного каскада через высоковольтный конденсатор (рис. 2-6) может в лучшем случае уменьшить излучение высших гармоник только у станций небольшой мощности.